JP2015194485A - 電磁波模擬装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成でワイヤレス電力伝送システムから漏えいする電磁波を模擬して発生する電磁波模擬装置を提供する。
【解決手段】ワイヤレス電力伝送システムから漏えいする電磁波を模擬して発生する電磁波模擬装置１００は、高周波信号を発生する信号発生手段１０１と、信号発生手段１０１の出力する高周波信号を増幅する増幅器（スイッチングアンプ）１０２と、増幅された高周波信号を電磁波として空間に放射する放射部１０４とを備えることで、ワイヤレス電力伝送システムから漏えいする電磁波を精度良く模擬して発生する。
【選択図】図１

Description

本開示は、ワイヤレス電力伝送システムから漏えいする電磁波を模擬して発生する電磁波模擬装置に関する。

近年、ワイヤレス電力伝送システムの分野において電力伝送技術が注目されている。実用化が予定されているワイヤレス電力伝送システムとして、電気自動車用の数ｋＷの大電力を伝送するものや、家電機器用の数１００Ｗの中電力を伝送するものなど、多種多様な方式の開発が進められ、実用化が開始されている。

図２は、電磁誘導方式を用いたワイヤレス電力伝送システムの一般的な構成の例を示す図である。電力伝送の高周波信号を発生する信号発生手段１００３と送電コイル１００４を備えた電力送信装置１００１と、受電コイル１００５と負荷部１００６を備えた電力受信装置１００２とで構成される。電力送信装置１００１に入力された入力電力は信号発生手段１００３により電力伝送用の高周波信号に変換される。変換された高周波信号は送電コイル１００４に入力される。高周波信号が送電コイル１００４に作用することで磁界が発生する。送電コイル１００４と受電コイル１００５は誘導結合した状態にある。送電コイル１００４が発生した磁界により受電コイル１００５には電流が発生する。受電コイル１００５が発生させた電流により負荷部１００６に電力が供給される。これにより、電力送信装置１００１から電力受信装置１００２へケーブルやコネクタなどの接触部が無くても、電力を伝送することができる。負荷部１００６は、電力を蓄積する電池や、電気自動車や家電装置のモータなどである。負荷部１００６の用途に応じてその電力を蓄積または直接利用することが可能となる。図２では、電磁誘導方式を用いたワイヤレス電力伝送システムの構成で説明したが、送電コイル、受電コイルを共振回路構成にした磁界共鳴方式や、放射部間の誘導結合を電極間の電界結合にした電界結合方式などについても実用化が進められており、同様の効果が得られる。

この様なワイヤレス電力伝送システムを実現することによって、ケーブルの接続なしに簡単に電子機器や電気自動車などに電力を伝送することができ、より便利にこれらの機器を使用することが可能になる。

しかし、ワイヤレス電力伝送システムは空間に放射する磁界や電界を利用して電力を伝送するため、このシステムから近接した空間に漏えい電磁波が発生する。

図３は、図２に示すワイヤレス電力伝送システムにおける漏えい磁界の距離に対する減衰特性の例を示す図である。図４は、図２に示すワイヤレス電力伝送システムにおける漏えい磁界のスペクトラムの例を示す図である。図３に示す様に、ワイヤレス電力伝送システムからの漏えい磁界は、距離に従って減衰する。図４に示す様に、そのスペクトラムは電力伝送に用いる高周波信号の基本波及び、その高調波成分が空間に漏えいする。図３及び図４は漏えいする磁界強度を示しているが、電界強度においても同様に漏えいが生じる。この漏えい電磁波が、ワイヤレス電力伝送システムに近接して使用する放送受信機や無線機などの電子機器への干渉となり、その品質を劣化させる課題がある。

従来、ワイヤレス電力伝送システムを含み、電子・電気機器の漏えい電磁波の評価は専用の電波暗室やオープンサイトに被評価装置を設置して、その漏えい電磁波の評価を行っている。特に、漏えい電磁波の放射源からの放射強度を正確に把握するため、金属壁内で電力を測定するようにした放射電力測定装置が提案されている（特許文献１）。

また、実際の被評価装置を用いずに電磁波の分布や強度を正確に把握する方法として、電磁界シミュレーションを用いた電磁ノイズ評価システムが提案されている（特許文献２）。

国際公開第２００９／０４１５１３号 特開２０１２−１０３０４５号公報

このように電子・電気機器から漏えいする電磁波の特性を評価する技術が知られており、このような技術を用いることで、ワイヤレス電力伝送システムから漏えいする電磁波の特性を評価することができるが、ワイヤレス電力伝送システムから漏えいする電磁波が、放送受信機などの電子機器に及ぼす影響を実機を用いて検証することも必要であり、このとき、ワイヤレス電力伝送システムから漏えいする電磁波を模擬して発生する電磁波模擬装置を用いることで、漏えい電磁波の電子機器に及ぼす影響の検証を、ワイヤレス電力伝送システムを用いずに行うことができるようにすることが望まれる。

そこで、本開示は、簡単な構成でワイヤレス電力伝送システムから漏えいする電磁波を模擬して発生する電磁波模擬装置を提供することを目的とする。

本開示における電磁波模擬装置は、高周波信号を発生する信号発生手段と、信号発生手段の出力する高周波信号を増幅する増幅器と、増幅器から出力された信号を電磁波として空間に放射する放射部とを備える。

また、本開示における電磁波模擬装置は、第１の高周波信号を発生する第１の信号発生手段と、第１の信号発生手段の出力する第１の高周波信号を増幅する第１の増幅器と、第１の高周波信号を基本波としてその高調波に対応する第２の高周波信号を発生する第２の信号発生手段と、第２の信号発生手段の出力する第２の高周波信号を増幅する第２の増幅器と、第１の増幅器および第２の増幅器からそれぞれ出力された信号を合成して第３の高周波信号を生成する合成部と、合成部から出力された第３の高周波信号を電磁波として空間に放射する放射部とを備える。

本開示における電磁波模擬装置は、簡単な構成でワイヤレス電力伝送システムから漏えいする電磁波を模擬して発生するのに有効である。

実施の形態１における電磁波模擬装置を示す図 電磁誘導方式を用いたワイヤレス電力伝送システムの一般的な構成の例を示す図 図２に示すワイヤレス電力伝送システムにおけるにおける漏えい磁界の距離に対する減衰特性の例を示す図 図２に示すワイヤレス電力伝送システムにおける漏えい磁界のスペクトラムの例を示す図 実施の形態１におけるスイッチングアンプの出力電力のスペクトラムを示す図 図２に示すワイヤレス電力電送システムの一般的な構成を一部詳細に記載した図 図６に示すワイヤレス電力伝送システムの漏えい磁界強度を示す図 実施の形態２における電磁波模擬装置を示す図 実施の形態２における周波数特性可変型フィルタの通過特性の一例を示す図 他の例のワイヤレス電力伝送システムにおける漏えい磁界のスペクトラムの例を示す図 実施の形態３における電磁波模擬装置を示す図 他の実施の形態における電磁波模擬装置の外観を示す図 他の実施の形態における電磁波模擬装置の外観を示す図 他の実施の形態における電磁波模擬装置の外観を示す図 他の実施の形態における電磁波模擬装置の外観を示す図 他の実施の形態における電磁波模擬装置の外観を示す図

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

（実施の形態１）
以下、図１〜７を用いて、実施の形態１を説明する。

［１−１．構成］
図１は、実施の形態１における電磁波模擬装置を示す図である。

電磁波模擬装置１００は、信号発生手段１０１、スイッチングアンプ１０２、整合回路１０３、放射部１０４、制御部１０５を有する。

信号発生手段１０１は、任意の周波数を発生する発振回路を備えた信号発生器やディジタル信号により任意の信号を発生する信号発生器である。信号発生手段１０１は、ワイヤレス電力伝送システムで用いられる高周波信号に対応する周波数の高周波信号を出力する。

スイッチングアンプ１０２は、入力した信号をトランジスタ等のスイッチング動作を用いて増幅する増幅器である。スイッチングアンプ１０２は信号発生手段１０１の出力した高周波信号を増幅する。更にスイッチングアンプ１０２は信号発生手段１０１の出力する高周波信号を基本波としてその高調波成分に対応する信号を自己のスイッチング動作による歪みによって発生させる。スイッチングアンプ１０２は増幅した高周波信号に、発生した高調波成分を加えて出力する。なお、スイッチングアンプ１０２は一般に知られている増幅器を用いて構成しても良い。本実施の形態で示すように増幅器としてスイッチングアンプ１０２を用いた場合には、単に高周波信号を増幅するだけでなく、入力された基本波としての高周波信号の高調波成分をも模擬できるという利点がある。

整合回路１０３はスイッチングアンプ１０２と放射部１０４とをインピーダンス整合する整合回路である。整合回路１０３は、インピーダンス整合を行うことでスイッチングアンプ１０２の出力における反射による損失を小さくする。整合回路１０３がインピーダンス調整を行うことでスイッチングアンプ１０２の出力は、放射部１０４へ効率よく出力される。

放射部１０４は、入力した電気信号を電磁波として空間に放射する放射素子である。放射部１０４は、整合回路１０３から伝達される高周波信号を電磁波として空間に放射する。

制御部１０５は、信号処理回路や電源回路を備えた制御回路である。制御部１０５は出力制御信号を出力して、スイッチングアンプ１０２の電源電圧を制御する。制御部１０５がスイッチングアンプ１０２の電源電圧を制御することで、スイッチングアンプ１０２の出力レベルが制御される。制御部１０５の出力する出力制御信号によって、放射部１０４から放射される電磁波の出力レベルが制御される。

信号発生手段１０１が発生する信号の周波数や、制御部１０５が出力して設定する出力レベルは、任意の値を設定することが可能である。これらの値は例えば、電磁波模擬装置１００に備えられたキーボード（図示しない）を介して使用者から入力されてもよい。また、これらの値は例えば制御部１０５に備えられたメモリ（図示しない）に書き込まれた値であってもよい。

［１−２．動作］
以上のように開示した電磁波模擬装置１００の動作を説明する。

まず、信号発生手段１０１は任意の周波数の正弦波信号を発生させる。

スイッチングアンプ１０２は信号発生手段１０１の正弦波を、略方形波形状に増幅させる。

図５は、実施の形態１におけるスイッチングアンプ１０２の出力電力のスペクトラムを示す図である。

図５に示されるように、スイッチングアンプ１０２の出力には増幅した高周波の成分と、自己のスイッチング動作による歪みによって発生する高調波成分とが含まれる。このように出力された信号が整合回路１０３を介して放射部１０４から放射される。

［１−３．効果等］
以上のように本実施の形態において、電磁波模擬装置１００は高周波信号を発生する信号発生手段１０１と、信号発生手段１０１の出力する高周波信号を増幅する増幅器と、増幅された高周波信号を電磁波として空間に放射する放射部１０４と、を備える。

このようにすると、ワイヤレス電力伝送システムから漏えいする電磁波と同様の電磁波を放射部１０４から放射することができる。また、このように構成された電磁波模擬装置１００は実際のワイヤレス電力伝送システムよりも小型で簡易な構成である。

本開示の電磁波模擬装置が実際のワイヤレス電力伝送システムよりも小型で簡易な構成であることを図６および図７を用いて説明する。

図６は、図２に示すワイヤレス電力電送システムの一般的な構成を一部詳細に記載した図である。

図７は、図６に示すワイヤレス電力伝送システムの漏えい磁界強度を示す図である。

図６において、図２で説明した部分についてはその説明を省略する。図６では図２における信号発生手段１００３の内容を詳細に記載している。

信号発生手段１００３は信号発生器１００７と整合回路１００８を有する。

信号発生器１００７はワイヤレス電力伝送に用いる高周波信号を発生する。

整合回路１００８は、信号発生器１００７と送電コイル１００４とをインピーダンス整合する。

図６に示したワイヤレス電力伝送システムでは、送電コイル１００４と受電コイル１００５の放射部間ギャップｄｇによって、送電コイル１００４の入力インピーダンスが変化する。これは、送電コイル１００４と受電コイル１００５の結合度が変化するためであるが、この詳細な説明は省略する。また、放射部間ギャップｄｇの変化に伴い、ワイヤレス電力伝送システムから漏えいする磁界強度も変化する。

図７の実線は、放射部間ギャップｄｇ＝０．１ｍの時に、整合回路１００８の整合条件を最適化し、この状態においてｄｇを変化させた時の漏えい磁界強度を示す。放射部間ギャップｄｇ＝０．１ｍの時に、整合回路１００８の整合条件を最適化するとは、ワイヤレス電力伝送システムにおいて、ｄｇ＝０．１ｍで、効率良く電力を伝送するように整合回路を調整することである。一般的なワイヤレス電力伝送システムではこのようにｄｇ＝０．１ｍ程度の一定のｄｇを想定して整合条件を最適化することが多い。この時の漏えい磁界強度はｄｇを大きくすると大きくなり、０．５ｍ程度で、概ねそのレベルが飽和していることがわかる。

図７の点線は、放射部間ギャップｄｇを変化させた際、各ギャップにおいて整合回路１００８の整合条件を最適化した場合の漏えい磁界強度を示す。

図７の破線は、受電コイルが無く、送電コイルのみの状態で整合をとって一次側のみで整合して電力を送信した場合の漏えい磁界強度のレベルを示す（破線においてはｄｇが定義できないため、グラフ上での値は一定である）。ｄｇ＝１ｍにおいて整合回路１００８の整合条件を最適化した場合と送電コイルのみの状態で整合をとった場合とで、漏えい磁界強度は概ね一致している。

図７から、ワイヤレス電力電送システムの漏えい磁界強度は、整合回路の状態や送電コイルと受電コイルの位置によって変化することが分かる。更に、図７から実際にワイヤレス電力伝送システムとして使用される実線で示した強度より、一次側のみで整合して出力した場合の方が、漏えい磁界強度が大きくなることが分かる。例えば、ｄｇ＝０．１ｍの条件で整合して受電コイルに１Ｗの電力を出力した状態の漏えい磁界強度（約−５９ｄＢＡ／ｍ）は、一次側のみの状態で１Ｗ電力を供給した場合の漏えい磁界強度（約−４０ｄＢＡ／ｍ）より、約１９ｄＢ程度小さくなることがわかる。これは、ワイヤレス電力伝送システムから漏えいする磁界強度のレベルが、一次側を開放した際に漏えいする磁界強度の１００分の１程度であることを示す。

以上の事実から、本実施の形態における電磁波模擬装置１００を構成するのに必要な構成は、一般的なワイヤレス電力伝送システムの１次側よりも小型で簡易な構成で足りることが分かる。なぜなら電磁波模擬装置１００が備えるべき漏えい磁界性能は一般的なワイヤレス電力伝送システムの１次側のおよそ１００分の１で足りるからである。

よって、本実施の形態における電磁波模擬装置１００は簡単な構成でワイヤレス電力伝送システムから漏えいする電磁波を模擬して発生する。

また、本実施の形態において、増幅器は、入力された高周波信号を基本波としてその高調波成分に対応する信号を自己のスイッチング動作による歪みによって発生させ、入力された高周波信号に加えて出力するスイッチングアンプ１０２である。

これにより、基本波としての高周波信号の高調波成分をも模擬できるので、電磁波模擬装置１００の模擬精度が向上する。

また、本実施の形態においては図５に示すように、放射部１０４から放射される電磁波における高調波の強度は基本波の強度よりも低い。

これにより、実際のワイヤレス電力伝送システムから漏えいする電磁波により近似した電磁波を電磁波模擬装置１００が出力することができる。

（実施の形態２）
以下、図８〜１０を用いて、実施の形態２を説明する。

［２−１．構成］
本実施の形態において、実施の形態１と実質的に同等の作用機能を有する要素については同一の符号を付けることでその説明を省略する場合がある。しかし、本実施の形態において、実施の形態１と同一の符号を付けた場合であってもその要素が実施の形態１とは異なる動作を行う場合があることを妨げる趣旨ではない。

図８は、実施の形態２における電磁波模擬装置を示す図である。

本実施の形態における電磁波模擬装置２００は実施の形態１に示す電磁波模擬装置１００に比べてスイッチングアンプ１０２の後段に周波数特性可変型フィルタ１０６を備える点が主として異なる。

周波数特性可変型フィルタ１０６はスイッチングアンプ１０２が出力する信号の帯域を制限するフィルタである。周波数特性可変型フィルタ１０６は制御信号を用いてその特性を変化させることができる。周波数特性可変型フィルタ１０６はインダクタやコンデンサなどの回路素子と、可変容量やダイオードなどの回路素子からなる。可変容量やダイオードの回路定数は外部からの制御信号で制御することができる。回路定数が制御信号によって制御されることで、周波数特性可変型フィルタ１０６の信号通過帯域／特性が変化する。当該制御信号は制御部１０５から周波数特性可変型フィルタ１０６に対して出力される。

図９は実施の形態２における周波数特性可変型フィルタの通過特性の一例を示す図である。周波数特性可変型フィルタ１０６は制御信号によって例えば（ａ）（ｂ）（ｃ）のようにその特性が制御される。図９において実線で示す（ａ）の状態において、周波数特性可変型フィルタ１０６は低域の周波数帯の信号をより通過させる特性をもつ。図９において破線で示す（ｂ）の状態において、周波数特性可変型フィルタ１０６は、中域の周波数帯の信号を低周波および高周波の周波数帯の信号に比べて阻止する特性をもつ。図９において点線で示す（ｃ）の状態において、周波数特性可変型フィルタ１０６は（ａ）の状態に比して高域の周波数帯の信号をより通過させる特性をもつ。

［２−２．動作］
以上のように開示した電磁波模擬装置２００の動作を説明する。

図１０は、他の例のワイヤレス電力伝送システムにおける漏えい磁界のスペクトラムの例を示す図である。図１０に示すワイヤレス電力伝送システムは図４に示したものとは異なる。図１０に示すワイヤレス電力伝送システムの漏えい磁界スペクトルは図４に示すワイヤレス電力伝送システムの漏えい磁界スペクトルに比べて５００ｋＨｚ〜８００ｋＨｚ周辺に現れる高調波の磁界強度が小さい。

図１０に示すように特定の帯域の高調波において漏えいする電磁波の強度が小さい場合は、本実施の形態に示す電磁波模擬装置２００を用いると、より好適にワイヤレス電力伝送システムの漏えいを模擬することができる。すなわち実施の形態１に示したようなスイッチングアンプ１０２を用いた電磁波模擬装置においては、高調波を模擬することはできても、高調波の強度を調整することが困難である。そこで、図９で説明したような周波数特性可変型フィルタ１０６をスイッチングアンプ１０２の後段に配置することで、周波数特性可変型フィルタ１０６の出力する高調波成分の強度を調整することができる。例えば図１０に示すような漏えい特性を模擬したい場合は、図９における（ｂ）のような状態に周波数特性可変型フィルタ１０６を制御すればよい。これにより、スイッチングアンプ１０２から出力される５００ｋＨｚ〜８００ｋＨの高調波成分が減衰するので、図１０に示す漏えい特性をより正確に模擬することができる。

なお、実施の形態２に示す電磁波模擬装置２００は実施の形態１で説明した整合回路１０３を備えていないが、整合回路１０３を放射部１０４の入力側に備えても良い。また、周波数特性可変型フィルタ１０６の制御特性を整合回路１０３の機能を実現するように制御信号で制御してもよい。

［２−３．効果等］
以上のように、本実施の形態において電磁波模擬装置２００は、スイッチングアンプ１０２の後段に周波数特性可変型フィルタ１０６を備える。

これにより、高調波成分の強度に偏りが存在する場合でもあっても、周波数特性可変型フィルタ１０６の通過特性を当該偏りに合わせて調整することで、高調波成分の偏りを再現することができる。結果として、実施の形態２に開示する電磁波模擬装置２００は精度よく漏えい特性を模擬することができる。

（実施の形態３）
以下、図１１を用いて、実施の形態３を説明する。

［３−１．構成］
本実施の形態において、実施の形態１と実質的に同等の作用機能を有する要素については同一の符号を付けることでその説明を省略する場合がある。しかし、本実施の形態において、実施の形態１と同一の符号を付けた場合であってもその要素が実施の形態１とは異なる動作を行う場合があることを妨げる趣旨ではない。

図１１は、実施の形態３における電磁波模擬装置を示す図である。

電磁波模擬装置３００は実施の形態１に示す電磁波模擬装置１００に比べて、リニアアンプ（第１の増幅器）１０９、第２の信号発生手段１０８、広帯域アンプ（第２の増幅器）１１０、および合成器（合成部）１１１を備える点が主として異なる。

第１の信号発生手段１０７は、ワイヤレス電力伝送システムで用いられる高周波信号に対応する周波数の高周波信号（第１の高周波信号）を出力する。

第２の信号発生手段１０８は、ワイヤレス電力伝送システムで用いられる高周波信号を基本波としてその高調波成分に対応する周波数の高周波信号（第２の高周波信号）を出力する。

リニアアンプ１０９は、第１の信号発生手段１０７の出力した高周波信号を線形増幅して出力する。本実施の形態では、後述する広帯域アンプ１１０において高調波成分の増幅が行われるため、高周波信号を高精度で増幅することができるリニアアンプを増幅器として採用した。

広帯域アンプ１１０は、第２の信号発生手段１０８の出力した高周波信号を増幅して出力する。本実施の形態においては、第２の信号発生手段１０８の出力した高周波信号（第１の信号発生手段１０７で出力した高周波信号の高調波成分に対応するもの）が広い帯域に亘ることから、広帯域アンプを増幅器として採用した。

合成器１１１は、複数の高周波信号を合成して１系統にして出力する。合成器１１１は例えばトランス回路により構成される。本実施の形態において合成器１１１はリニアアンプ１０９と広帯域アンプ１１０が出力した高周波信号を合成して第３の高周波信号を生成し、この第３の高周波信号を放射部１０４に出力する。

［３−２．動作］
以上のように開示した電磁波模擬装置３００の動作を説明する。

本項では一例として、電磁波模擬装置３００は１００ｋＨｚの高周波信号を用いてワイヤレス電力伝送を行うワイヤレス電力伝送システムを模擬するものとする。そして、模擬の目的は１ＭＨｚの放送波を受信するラジオ受信機がワイヤレス電力伝送システムの近傍において受ける干渉の影響を評価するものであるとする。このような場合、ワイヤレス電力伝送システムの発する１００ｋＨｚの高周波信号によって引き起こされる高調波のうち、特に１ＭＨｚの高調波がラジオ受信機の受ける放送波と干渉することが想定される。よって、電磁波模擬装置３００は１００ｋＨｚの高周波信号に加えて１ＭＨｚの高調波信号をも任意の強度で放射することが求められる。以下に動作手順を示す。

まず、第１の信号発生手段１０７において１００ｋＨｚの高周波信号を発生させる。

次いで、第２の信号発生手段１０８において１ＭＨｚの高周波信号を発生させる。この１ＭＨｚの高周波信号は１００ｋＨｚの高周波信号の高調波成分に対応する。

リニアアンプ１０９は第１の信号発生手段１０７で発生した１００ｋＨｚの高周波信号（第１の高周波信号）を増幅する。

広帯域アンプ１１０は第２の信号発生手段１０８で発生した１ＭＨｚの高周波信号（第２の高周波信号）を増幅する。

合成器１１１はリニアアンプ１０９及び広帯域アンプ１１０で増幅された高周波信号を合成する。

放射部１０４は合成器１１１によって合成された高周波信号（第３の高周波信号）を電磁波として空間に放射する。

このようにして、電磁波模擬装置３００は、１００ｋＨｚの高周波信号と、１ＭＨｚの高調波信号を模擬して放射することができる。

なお、以上に述べた例ではラジオ受信機が１ＭＨｚの放送波を受信する例について述べたが、ラジオ受信機が他の周波数（例えば５００ｋＨｚ）帯の放送波を受信する際の干渉の影響を評価したい場合は第２の信号発生手段において発生させる高周波信号を５００ｋＨｚにすればよい。

［３−３．効果等］
以上述べたように、本実施の形態において電磁波模擬装置３００は、第１の高周波信号を発生する第１の信号発生手段１０７と、第１の信号発生手段の出力する第１の高周波信号を増幅するリニアアンプ（第１の増幅器）１０９と、第１の高周波信号の高調波に対応する第２の高周波信号を発生する第２の信号発生手段１０８と、第２の信号発生手段１０８の出力する第２の高周波信号を増幅する広帯域アンプ（第２の増幅器）１１０と、リニアアンプ１０９および広帯域アンプ１１０で増幅された各々の高周波信号を合成して第３の高周波信号を生成する合成器１１１と、第３の高周波信号を電磁波として空間に放射する放射部１０４と、を備える。

このようにすると、複数の信号発生手段の信号を個別に増幅した後、合成して放射部に出力することができるので、ワイヤレス電力伝送システムから漏えいする基本波（第１の高周波信号に対応）と特定の周波数の高調波成分（第２の高周波信号に対応）を、より精度良く模擬することができる。

（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１〜３を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態１〜３で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。

そこで、以下、他の実施の形態を例示する。

実施の形態１〜３では、電磁波模擬装置の構成について説明した。以下においては電磁波模擬装置が筐体の内部に備えられる際の実施の形態について述べる。

図１２は他の実施の形態における電磁波模擬装置の外観を示す図である。

図１２に示す電磁波模擬装置４００は、放射部１０４と、筐体１１２と、回路部１１３とを含む。回路部１１３は、前記の実施の形態１〜３で示した信号発生手段１０１、スイッチングアンプ１０２、整合回路１０３、制御部１０５、周波数特性可変型フィルタ１０６、第１の信号発生手段１０７、第２の信号発生手段１０８、リニアアンプ１０９、広帯域アンプ１１０、および合成器１１１などで構成される。

筐体１１２は放射部１０４と、回路部１１３とを内包する筐体である。

回路部１１３は実施の形態１における電磁波模擬装置１００から放射部１０４をのぞいた要素である。

ここで、筐体１１２において少なくとも放射部１０４が電磁波を放射する面１０４ａに対向する面（放射面）１１２ａは樹脂等の非金属物質で形成されている。

このようにすると、放射部１０４から放射する電磁波に対して筐体１１２が影響を与えるおそれが軽減されるので、電磁波模擬装置４００はより精度良くワイヤレス電力伝送システムを模擬することができる。

図１３は他の実施の形態における電磁波模擬装置の外観を示す図である。

図１３に示す電磁波模擬装置５００は、電磁波模擬装置４００に比べて、筐体１１２において放射部１０４を内包する部分が支持部１１４によって空間的に離隔されている点が異なる。

支持部１１４は、筐体１１２において回路部１１３を内包する部分と放射部１０４を内包する部分とを接続する棒状の中空体である。支持部１１４は樹脂等の非金属物質で形成されている。支持部１１４の内部には回路部１１３と放射部１０４とを電気的に接続して高周波信号を伝達するための同軸ケーブルが内包されている。

このようにすると、放射部１０４と回路部１１３との距離を離して配置することができるので、放射部１０４から放射する電磁波に対する回路部１１３の影響を小さくすることができる。結果として電磁波模擬装置５００はより精度よくワイヤレス電力伝送システムを模擬することができる。

図１４は他の実施の形態における電磁波模擬装置の外観を示す図である。

図１４に示す電磁波模擬装置６００は、電磁波模擬装置５００に比べて支持部１１４そのものを同軸ケーブル１１５で形成した点が異なる。

このようにすると、放射部１０４を設置する場所を移動させることが容易になるので、電磁波模擬装置６００を使用する際の利便性が向上する。

図１５は他の実施の形態における電磁波模擬装置の外観を示す図である。

図１５に示す電磁波模擬装置７００は、電磁波模擬装置５００に比べて、回路部１１３を第２の回路部１１６と第３の回路部１１７とに分割した点が異なる。

第２の回路部１１６は、少なくとも、前記の実施の形態１〜３で示したスイッチングアンプ１０２、整合回路１０３、周波数特性可変型フィルタ１０６、リニアアンプ１０９、広帯域アンプ１１０、および合成器１１１などで構成される。第２の回路部１１６は支持部１１４によって筐体１１２と空間的に離隔した箇所に配置される。

第３の回路部１１７は、少なくとも、前記の実施の形態１〜３で示した信号発生手段１０１で構成される。第３の回路部１１７は筐体１１２の内部に配置される。

制御部１０５は、第２の回路部１１６または第３の回路部１１７の何れかに備えられるよう構成される。

このようにすると、スイッチングアンプ１０２またはリニアアンプ１０９や広帯域アンプ１１０で増幅される前のレベルの小さな信号が支持部１１４の内部に存在する同軸ケーブルを通過する。よって、同軸ケーブルからの意図しない電磁波の漏洩を抑制することができる。結果として電磁波模擬装置７００はより一層精度よくワイヤレス電力伝送システムを模擬することができる。

図１６は他の実施の形態における電磁波模擬装置の外観を示す図である。

図１６に示す電磁波模擬装置８００は、電磁波模擬装置７００に比べて支持部１１４そのものを同軸ケーブル１１５で形成した点が異なる。

このようにすると、電磁波模擬装置７００と同様に、同軸ケーブルからの意図しない電磁波の漏洩を抑制することができる。また更にこのようにすると、放射部１０４を設置する場所を移動させることが容易になる。結果として、電磁波模擬装置８００の模擬精度の向上と使用する際の利便性の向上をともに図ることができる。

以上に述べた実施の形態において、放射部１０４は所望の電磁波を空間へ放射することができるものであれば良い。例えば、コイル、ループアンテナ、モノポールアンテナ、電界アンテナなどを使用することができる。

また、以上に述べた実施の形態においては電磁波模擬装置を駆動するための電源については図示および説明を省略した。なお、当業者に明らかなように、電磁波模擬装置を駆動するための電源としては、交流商用電源や電池等を用いることができる。

また、本開示の電磁波模擬装置は第２の回路部１１６を駆動するための電源と、第３の回路部１１７を駆動するための電源を、それぞれ別に備えてもよい。特に第２の回路部１１６を駆動するための電源としては、電池を用いることが、放射部１０４の設置性の観点から、より好ましい。

電池には１次電池や２次電池、燃料電池や生物電池などを使用することができる。中でも、平易に充電ができる再利用性の観点から、リチウムイオン電池などの２次電池を用いることが好ましい。

以上に述べた実施の形態において、同軸ケーブル１１５は高周波信号を伝達するケーブルとして説明したが、同軸ケーブルの機能はこれに限定されない。同軸ケーブル１１５は電磁波模擬装置を駆動するための電源を供給することもできる。制御部１０５が第３の回路部１１７に備えられる場合には、同軸ケーブル１１５を用いて、制御部１０５から第３の回路部１１７に制御信号を送るようにしてもよい。上記の各同軸ケーブルは、信号と電源が重畳される形で構成される形態でも、機能ごとに別の同軸ケーブルが複数本用いられる形で構成される形態でも、本開示の電磁波模擬装置に適用可能である。

本開示は、ワイヤレス電力伝送システムから漏えいする電磁波を模倣する装置に適用可能である。

１００ 電磁波模擬装置
１０１ 信号発生手段
１０２ スイッチングアンプ
１０３ 整合回路
１０４ 放射部
１０５ 制御部
１０６ 周波数特性可変型フィルタ
１０７ 第１の信号発生手段
１０８ 第２の信号発生手段
１０９ リニアアンプ
１１０ 広帯域アンプ
１１１ 合成器
１１２ 筐体
１１３ 回路部
１１４ 支持部
１１５ 同軸ケーブル
１１６ 第２の回路部
１１７ 第３の回路部
２００ 電磁波模擬装置
３００ 電磁波模擬装置
４００ 電磁波模擬装置
５００ 電磁波模擬装置
６００ 電磁波模擬装置
７００ 電磁波模擬装置
８００ 電磁波模擬装置
１００１ 電力送信装置
１００２ 電力受信装置
１００３ 信号発生手段
１００４ 送電コイル
１００５ 受電コイル
１００６ 負荷部
１００７ 信号発生器
１００８ 整合回路

Claims (7)

1. ワイヤレス電力伝送システムから漏えいする電磁波を模擬して発生する電磁波模擬装置であって、
   高周波信号を発生する信号発生手段と、
   前記信号発生手段の出力する前記高周波信号を増幅する増幅器と、
   前記増幅器から出力された信号を電磁波として空間に放射する放射部と、を備える、電磁波模擬装置。
2. 前記増幅器は、前記高周波信号を基本波としてその高調波に対応する信号を自己のスイッチング動作による歪みによって発生させ、前記高周波信号に加えて出力するスイッチングアンプである、請求項１に記載の電磁波模擬装置。
3. 前記放射部から放射される前記電磁波における前記高調波の強度が前記基本波の強度よりも低い、請求項２に記載の電磁波模擬装置。
4. 前記スイッチングアンプが出力する信号の帯域を制限するフィルタを前記スイッチングアンプの後段に有する、請求項２に記載の電磁波模擬装置。
5. ワイヤレス電力伝送システムから漏えいする電磁波を模擬して発生する電磁波模擬装置であって、
   第１の高周波信号を発生する第１の信号発生手段と、
   前記第１の信号発生手段の出力する前記第１の高周波信号を増幅する第１の増幅器と、
   前記第１の高周波信号を基本波としてその高調波に対応する第２の高周波信号を発生する第２の信号発生手段と、
   前記第２の信号発生手段の出力する前記第２の高周波信号を増幅する第２の増幅器と、
   前記第１の増幅器および前記第２の増幅器からそれぞれ出力された信号を合成して第３の高周波信号を生成する合成部と、
   前記合成部から出力された前記第３の高周波信号を電磁波として空間に放射する放射部と、を備える電磁波模擬装置。
6. 前記第１の増幅器は入力した信号を略線形に増幅するリニアアンプである、請求項５に記載の電磁波模擬装置。
7. 前記放射部を内包する筐体を更に有する電磁波模擬装置であって、
   前記筐体において前記放射部が電磁波を放射する面に対向する面は非金属で構成されている、請求項１から６の何れか一項に記載の電磁波模擬装置。

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